Mein Name ist Martin Vogel und ich studiere zur Zeit theoretische und mathematische Physik an der Universität München. Genauer beschäftige ich mich dort im Moment mit Quantenfeld Theorie und String Theorie. Zuvor habe ich an der Universität Innsbruck Mathematik und Physik studiert, wobei mich die Mathematik immer etwas stärker begeistern konnte.
Aber das war noch vor dem Sommer 2009, der wohl die Richtung meiner Interessen wie kein anderer beeinflusst hat. Und zwar war dies ein Sommer am CERN, den ich mit zwei weiteren Studienkollegen (Elmar Ritsch und Constantin Sluka) als inoffizielle Sommerstudenten von Andreas Salzburger (alias „most awesome supervisor“) dort verbracht habe.
Zusammen mit über 150 Studenten aus aller Welt haben wir dort vormittags an einem speziellen Vorlesungsprogramm über all das, was das Herz an Teilchen-, Beschleuniger- und Detektorphysik begehrt, teilgenommen.
Nachmittags ging es dann für uns ans Programmieren, da wir ja Praktikanten in der ATLAS Data Group waren. Der ATLAS Detektor ist einer der vier großen Detektoren am LHC und hat unter anderem zum Ziel die Existenz des Higgs Bosons abzuklären und seine Fühler in die Welt der Physik, die über das Standardmodell der Teilchenphysik hinausgeht, zu strecken. In der ATLAS Data Group war es unsere Aufgabe mit der Hilfe unseres Supervisors Andreas Salzburger an der Optimierung des Programms FATRAS (Fast Atlas Track Simulation) zu arbeiten.
FATRAS ist eine (speziell für den ATLAS Detektor entwickelte) sogenannte schnelle Detektorsimulation. Mithilfe dieser Software wird in kürzester Zeit am Computer nachgestellt, wie sich Teilchen verhalten (die bei hochenergetischen Proton Kollisionen entstehen) wenn sie sich durch den riesigen Detektor bewegen und wie darauf die einzelnen Detektorbauteile reagieren. Was diese Software also als Resultat liefert sind Signale der Form, wie sie auch direkt vom Detektor (von einer richtigen Messung) kommen könnten.
Man könnte sich nun fragen, wozu man den Detektor überhaupt simulieren muss, wo man doch nur an den wirklichen Messdaten (die aufgrund der Teilchenkollisionen im Zentrum des Detektors entstehen) interessiert ist. Der Sinn einer solchen Simulation ist schnell erklärt: Heutige Teilchendetektoren weisen meist eine derart hohe Komplexität auf, dass nicht von vorne herein klar ist, wie sich der Detektor selbst auf die durchfliegenden Teilchen auswirkt und was dies wiederum für Auswirkungen auf die Messsignale hat. Denn schlussendlich haben die WissenschaftlerInnen nur die Messsignale des Detektors zur Verfügung und müssen damit auf die Teilchen welche sich durch den Detektor bahnen rückschließen. Mithilfe von Simulationen können wir nun am Computer nachstellen, wie die Messsignale des Detektors aussehen werden, wenn bestimmte Teichen durch diesen laufen.
Dies war für uns natürlich ein großes Projekt und so mussten wir uns zunächst in die genaue Funktionsweise und Strukturen des ATLAS Detektors, sowie in das Programm FATRAS einarbeiten. Dabei waren unsere gesamten Kenntnisse in den Programmiersprachen Python und C++ gefordert, aber wir konnten noch einiges durch „learning by doing“ dazulernen. Jedoch fügten sich stetig immer mehr Puzzleteile zusammen, sodass wir bald mit unseren Ideen spielen und sie auch in FATRAS einbringen konnten.
Während unserem Aufenthalt am CERN ging es natürlich nicht nur um die Teilchen. Man hat dort die nahezu einmalige Gelegenheit PhysikerInnen aus der ganzen Welt zu treffen und kennen zu lernen, mit ihnen zusammen zu arbeiten, sich Tipps zu holen und von ihnen zu lernen. Auch die Bekanntschaften mit den anderen Sommerstudenten, die wir auf so manchen Festen, gemeinsamen Kochabenden und Unternehmungen in die Umgebung von Genf sehr gut kennen gelernt haben, möchte ich nicht vermissen.
Blick in den ALICE Detektor
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